针对兆伏每米（MV/m）强脉冲电场的测量需求，设计并研制了基于集成光学的共路干涉仪（CPI）小体积宽带脉冲电场传感器。基于电光效应及电光调制原理，建立了传感器的幅度和频率响应传递函数，分析了集成光学探头的接收特性，并推导了探头灵敏度和带宽随波导长度的关系。设计了适用于MV/m量级脉冲电场测量的纯光学非金属CPI传感器，提出了利用晶体宽度对测量灵敏度调控的方法，使得设计的半波电场提高了2倍以上。研制的无源探头体积小于20 mm×10 mm×5 mm、理论带宽大于4 GHz、最大测量幅度大于1.2 MV/m。研制的传感器在高空电磁脉冲（HEMP）、雷电电磁脉冲（LEMP）及脉冲功率等领域具有应用前景。

多路并联二极管结构是实验室获取低能量、大面积、高剂量率X射线的有效途径之一。本文采用点源数值积分的方法开展了单环和五环并联结构二极管的辐射场剂量均匀性研究。结果表明：距离圆环很近的平面上，辐射场主要集中于圆环在该平面的投影位置，随着距离的增大，辐射逐渐向其他区域分散；对于单环结构二极管，当距离z<15 cm时，随着距离的增大，剂量均匀性>80%的面积先增大后减小，而计算区域内的总剂量逐渐减小；综合考虑剂量均匀性和总剂量，单环结构二极管辐射场最佳实验区域为z=7~9 cm；圆环内径减小只会增强环中心投影点附近的剂量，而平面上剂量均匀性会变差，当圆环外径为10 cm时，最佳内径为8~9.5cm；相比单环，五环并联结构二极管能够大幅增强辐射剂量，明显改善辐射场剂量均匀性和显著增大有效实验区域，z为11~17 cm范围内，五环结构二极管剂量均匀性没有出现大的波动。

0.96NaNbO₃-0.04CaZrO₃(简称NNCZ)陶瓷在室温下展现出稳定的双电滞回线, 但是其储能密度、储能效率和击穿强度都比较低, 限制其成为储能材料。本工作通过掺杂Fe₂O₃, 利用Fe ³⁺离子变价的特点, 实现NNCZ储能性能的优化。采用传统固相法制备了(0.96NaNbO₃-0.04CaZrO₃)-xFe₂O₃(简称NNCZ-xFe)反铁电储能陶瓷, 并对样品的相结构、微观形貌、电学性能和储能性能进行了表征, 重点研究了Fe₂O₃掺杂量对NNCZ陶瓷介电和储能性能的影响规律。结果表明, 样品均具有单一的钙钛矿结构, 掺杂Fe₂O₃能明显降低NNCZ陶瓷的烧结温度, 晶粒平均尺寸随着掺杂量增大先减小后增大, 掺杂量x=0.02时, 晶粒平均尺寸最小(5.04 mm), 且具有较好的储能性能。室温下, NNCZ-0.02Fe击穿强度为230 kV/cm, 击穿前的有效储能密度和储能效率分别为1.57 J/cm ³和55.74%。在125 ℃和外加电场为180 kV/cm下, NNCZ-0.02Fe的储能密度为4.53 J/cm ³。掺杂Fe₂O₃使NNCZ陶瓷的烧成温度降低, 氧空位的迁移速率下降, 抑制晶粒的长大, 同时降低了介电损耗, 使得击穿强度增加; 适量氧空位钉扎使得反铁电相向铁电相相翻转变得困难, 避免出现哑铃状双电滞回线, 从而提高储能效率。本研究结果表明NNCZ-xFe在电介质储能领域具有潜在应用价值。

为满足kA级脉冲电流注入应用需求，设计了一种基于非晶磁芯的电流注入环，其初级线圈采用线缆直接引出的方式，有效解决了传统注入环N型电缆接头耐压不足的问题。之后根据注入环结构建立了其电路模型，并应用粒子群优化算法确定了模型参数值。频域和时域的验证实验表明，仿真结果和实验结果具有较好的一致性，验证了该电路模型的可靠性和正确性。对注入环的实际应用场景进行了仿真分析，结果表明该电流注入环可满足实际应用中kA级脉冲电流注入的需求。

为解决GJB151B CS115电缆束注入脉冲传导敏感度测试项目中的试验设计、效果预估等问题，在介绍不同类型受试线缆感性脉冲电流注入电路模型的基础上，仿真分析了试验设置中的各项因素（线缆设置、末端负载等）对注入到受试设备端口耦合电流/电压的影响，得到了CS115试验设置中存在的一些规律性特征，给出了应用电路仿真开展CS115试验设置分析和优化的方法。

GJB151B CS115给出了开展脉冲传导敏感度试验的校准平台构成和校准波形标准，但未明确校准平台各设备（脉冲源、电流注入环、校准夹具等）的具体指标需求。为解决这一问题，本文在前期脉冲电流注入电路仿真研究工作的基础上，构建了校准平台的时域电路模型，通过逐一改变模型参数的方法，仿真分析了脉冲源内部回路电感、电流注入环等效电感/电阻/电容等对校准波形前沿、半宽以及平顶降的影响，得出了平台各设备应达到的技术指标。该工作是对GJB151B CS115的有益补充，为搭建CS115试验平台，开展电子设备脉冲传导敏感度试验提供了技术支撑。

从分层视角研究无线通信网络高空电磁脉冲效应，提出了一种具有层级属性的网络级效应评估方法。设计研制了一种无线通信网络效应试验仿真平台，网络使用典型全连通拓扑结构，网络节点使用超外差式收发机，网络运行在超短波频段。开展了小型网络脉冲辐照效应试验和效应机理分析，网络仿真研究了网络规模不同条件下节点失效概率对网络性能的影响。得到以下结论：（1）设备级效应对低层级效应具备一定冗余容错能力,这取决于效应评价指标的选择和损伤组件的功能属性；（2）网络级效应对设备级效应具有潜在放大效果，个别节点失效可能造成网络性能严重下降甚至瘫痪。